EP0336893A1

EP0336893A1 - Plunger pump

Info

Publication number: EP0336893A1
Application number: EP89810220A
Authority: EP
Inventors: Eduard Müller
Original assignee: Maschinenfabrik Burckhardt AG; Maschinenfabrik Sulzer Burckhardt AG
Current assignee: Burckhardt Compression AG
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1989-03-21
Publication date: 1989-10-11
Anticipated expiration: 2009-03-21
Also published as: JPH01285678A; AR240189A1; BR8901639A; ATE76485T1; DE58901449D1; CH674550A5; EP0336893B1

Abstract

The plunger (6) of the plunger compressor has a lubricated guiding part (6a) and a working part (6b) designed as a dry-running gas-seal part. The cylinder portions (7a and 7b) allocated to the guiding part (6a) and the working part (6b) are separated by a leakage discharge space (21). In a portion (A) of its length which enters the region of the leakage discharge space (21) in the top dead centre position of the plunger (6), the guiding part (6a) is provided with recesses (25, 25a, 25b), similar to ring grooves, for collecting any oil film creeping along the surface of the guiding part (6a). According to one embodiment, the recesses (25, 25a, 25b) are provided with inserts (28) composed, for example, of steel wool, by means of which collected oil particles can be gathered into extractable oil droplets. According to another embodiment, the recesses (25, 25a, 25b) are each designed with such a small width that the oil particles are retained by capillary action until oil droplets have formed. The oil droplets are flung off into the leakage discharge space (21) in the top dead centre position of the plunger (6) and into the lubricated cylinder portion (7a) in the bottom dead centre position (6') and are thus kept reliably away from the working part (6b) and the cylinder portion (7b) allocated to it. <IMAGE>

Description

TauchkolbenkompressorPlunger compressor

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolbenkompressor mit mindestens einem in einem Zylinder über eine Kurbelwelle und eine Pleuelstange hin und her bewegbaren Kolben, der einen dem Kurbelraum zugekehrten, in einem geschmierten Zylinderabschnitt geführten Führungsteil und einen davon abgesetzten, als trockenlaufender Gasdichtungsteil, insbesondere als Labyrinthkolben, ausgebildeten Arbeitsteil aufweist, welcher im Zylinder einen Kompressionsraum begrenzt, wobei im Bewegungsbereich des Führungsteils Oelabstreifmittel vorgesehen sind und im Zylinder, ausserhalb des Bewegungsbereichs des Arbeitsteils, ein mit einem Raum niedrigen Druckes verbundener Leckabführraum zum Ableiten von aus dem Kompressionsraum austretendem Leckgas und von aus dem Kurbelraum austretendem Lecköl vorgesehen ist.The invention relates to a plunger compressor with at least one piston which can be moved back and forth in a cylinder via a crankshaft and a connecting rod, which has a guide part which faces the crank chamber and is guided in a lubricated cylinder section, and a working part which is offset therefrom and is designed as a dry-running gas seal part, in particular as a labyrinth piston which delimits a compression space in the cylinder, oil-wiping means being provided in the movement area of the guide part and in the cylinder, outside the movement area of the working part, a leak discharge space connected to a low-pressure space for discharging leakage gas emerging from the compression space and leakage oil emerging from the crank chamber is provided.

Bei einem aus der japanischen Patentanmeldung 257 114/86 (p.5994) bekannten Tauchkolbenkompressor der genannten Art wird eine sichere Abscheidung des Leckgases sowie des entlang der Zylinderwand in den Leckabführraum gelangenden Lecköls gewährleistet, so dass der bekannte Tauchkolbenkompressor für die ölfreie Verdichtung eines Gases geeignet ist. Bei der bekannten Anordnung besteht jedoch, insbesondere bei längerer Betriebsdauer, die Möglichkeit, dass Lecköl über die den Führungsteil mit dem Arbeitsteil verbindende Kolbenpartie auf den mit dem trockenlaufenden Arbeitsteil zusammenwirkenden Abschnitt der Zylinderfläche gelangen kann, so dass die für einen störungsfreien Betrieb des Kompressors erforderliche Sicherheit gegen ein Verschleppen von Schmieröl in den Kompressionsraum beeinträchtigt werden kann.In a plunger compressor of the type mentioned which is known from Japanese patent application 257 114/86 (p.5994), a reliable separation of the leak gas and the leak oil reaching the leak discharge space along the cylinder wall is ensured, so that the known plunger compressor is suitable for the oil-free compression of a gas is. In the known arrangement, however, there is the possibility, particularly in the case of a longer operating time, that leakage oil can reach the section of the cylinder surface which interacts with the dry-running working part via the piston section connecting the guide part to the working part, so that this ensures trouble-free operation required safety of the compressor against the carryover of lubricating oil into the compression space can be impaired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen insbesondere in diesen Hinsicht verbesserten, weiterentwickelten Tauchkolbenkompressor zu schaffen, bei dem auch auf dem Führungsteil haftende Oelpartikeln sicher erfasst und von dem dem Arbeitsteil zugeordneten Abschnitt der Zylinderflä che zuverlässig ferngehalten werden.The invention has for its object to provide a particularly improved in this regard, further developed plunger compressor, in which oil particles adhering to the guide part are reliably detected and reliably kept away from the portion of the cylinder surface assigned to the working part.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in einem in der oberen Totpunktlage des Kolbens in den Bereich des Leckabführraums gelangenden Längenabschnitt des Kolbens mindestens eine ringnutartige Vertiefung zum Auffangen eines gegebenenfalls entlang der Oberfläche des Führungsteils kriechenden Oelfilms und zum Abgeben des aufgefangenen Oeles in den Leckabführraum und/oder in den geschmierten Zylinderabschnitt vorgesehen ist.According to the invention, this object is achieved in that in a longitudinal section of the piston reaching the area of the leakage discharge space in the top dead center position of the piston, at least one annular groove-like depression for catching an oil film that may creep along the surface of the guide part and for dispensing the oil collected into the leakage discharge space and / or is provided in the lubricated cylinder section.

Durch die erfindungsgemäss vorgesehene ringnugartige Vertiefung werden am Führungsteil haftende Oelpartikeln ausserhalb des über den Bewegungsbereich des Arbeitsteils gelangenden Längenabschnittes des Kolbens bis zu Bildung von abscheidbaren Oeltropfen zurückgehalten. Aufgrund der bei der jeweiligen Umkehr der Kolbenbewegung auftretenden maximalen Verzögerung bzw. Beschleunigung des Kolbens werden diese Oeltropfen jeweils in der oberen Totpunktlage des Kolbens in den Leckabführraum, und in der unteren Totpunktlage des Kolbens auf die dem Führungsteil zugeordnete, geschmierte Lauffläche des Zylinders abgeschleudert.The ring-groove-like depression provided according to the invention retains oil particles adhering to the guide part outside the length of the piston which extends over the range of movement of the working part until oil drops which can be separated off are formed. Due to the maximum deceleration or acceleration of the piston occurring during the respective reversal of the piston movement, these oil drops are thrown into the leakage removal space in the top dead center position of the piston and onto the lubricated running surface of the cylinder assigned to the guide part in the bottom dead center position.

Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Embodiments of the subject matter of the invention are specified in the dependent claims.

Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung, in Verbindung mit den Patentansprüchen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäss ausgebildeten Tauchkolbenkompressor in einer Teilansicht mit Teillängsschnitt;
Fig. 1a eine Einzelheit aus der Fig. 1 in einer grösseren Darstellung;
Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 Einzelheiten von entsprechenden Tauchkolbenkompressoren, je in einer grösseren Darstellung und je in einer gegenüber der Darstelung nach Fig. 1 abgewandelten Ausführungsform;
Fig. 7 Eine Einzelheit eines Tauchkolbenkompressors nach einer gegenüber der Darstellung nach Fig. 4 abgewandelten, weiteren Ausführungsform, in Richtung der Längsachse des Kolbens gesehen;
Fig. 8 Die Einzelheit nach Fig. 6 im Schnitt VIII - VIII aus der Fig. 7;
Fig. 9 Eine entsprechende Einzelheit nach einer weiteren abgewandelten Ausführungsform, in einer der Fig. 8 entsprechenden Darstellung;
Fig. 10 Eine Einzelheit aus der Fig. 5 in einer der Fig. 8 entsprechenden Darstellung;

Further features and details emerge from the following description of exemplary embodiments of the invention shown schematically in the drawing, in Link to the claims. The drawing shows:

1 shows a plunger compressor designed according to the invention in a partial view with partial longitudinal section;
1a shows a detail from FIG. 1 in a larger representation;
FIGS. 2, 3, 4, 5 and 6 details of corresponding plunger compressors, each in a larger representation and each in an embodiment modified from the representation in FIG. 1;
FIG. 7 shows a detail of a plunger piston compressor according to a further embodiment modified from the illustration according to FIG. 4, viewed in the direction of the longitudinal axis of the piston;
FIG. 8 The detail according to FIG. 6 in section VIII-VIII from FIG. 7;
9 shows a corresponding detail according to a further modified embodiment, in a representation corresponding to FIG. 8;
FIG. 10 shows a detail from FIG. 5 in a representation corresponding to FIG. 8;

Der Tauchkolbenkompressor nach Fig. 1 weist eine in einem Kurbelgehäuse 1 gelagerte Kurbelwelle 2 mit einem Kurbelzapfen 3 auf, an dem eine Pleuelstange 4 angelenkt ist. Das andere Ende der Pleuelstange 4 ist über einen Kolbenbolzen 5 an einem Kolben 6 angelenkt, der in einem an das Kurbelgehäuse 1 angeschlossenen, mit horizontaler Längsachse L angeordneten Zylinder 7 dichtend geführt ist. Anstelle des dargestellten einzigen Zylinders 7 können auch zwei entsprechende, z.B. einander gegenüberliegend angeordnete Zylinder oder mehrere, z.B. drei oder vier sternförmig angeordnete Zylinder 7 vorgesehen sein, die je einen entsprechenden, über die gemeinsame Kurbelwelle und eine Pleuelstange antreibbaren Kolben 6 enthalten.The plunger compressor according to FIG. 1 has a crankshaft 2, which is mounted in a crankcase 1 and has a crank pin 3, to which a connecting rod 4 is articulated. The other end of the connecting rod 4 is articulated via a piston pin 5 to a piston 6, which is sealingly guided in a cylinder 7 connected to the crankcase 1 and arranged with a horizontal longitudinal axis L. Instead of the single cylinder 7 shown, two corresponding ones, for example opposite one another, can also be used arranged cylinders or more, for example three or four star-shaped cylinders 7 may be provided, each containing a corresponding piston 6 which can be driven via the common crankshaft and a connecting rod.

Der gegen das Kurbelgehäuse 1 offene Zylinder 7 ist an seinem dem Kurbelgehäuse 1 abgekehrten Ende durch eine Stirnwand 8 eines Zylinderkopfs 10 abgeschlossen, der einen Saugraum 11 und einen Druckraum 12 enthält. Der Saugraum 11 ist durch eine Eintrittsöffnung 13 an eine nicht dargestellte Saugleitung für das zu komprimierende Gas angeschlossen, während der Druckraum 12 durch eine Austrittsöffnung 14 an eine nicht dargestellte Druckleitung für das komprimierte Gas angeschlossen ist. Der Kolben 6 weist einen dem Kurbelgehäuse 1 zugekehrten Führungsteil 6a und einen mit diesem über eine abgesetzte mittlere Kolbenpartie 6c verbundenen, dem Zylinderkopf 10 zugekehrten Arbeitsteil 6b auf, der mit der Stirnwand 8 einen Kompressionsraum 15 begrenzt. Der Kompressionsraum 15 ist über ein in der Stirnwand 8 angeordnetes Saugventil 17 mit dem Saugraum 11 und ein entsprechendes Druckventil 18 mit dem Druckraum 12 verbindbar.The cylinder 7, which is open against the crankcase 1, is closed at its end facing away from the crankcase 1 by an end wall 8 of a cylinder head 10, which contains a suction chamber 11 and a pressure chamber 12. The suction chamber 11 is connected through an inlet opening 13 to a suction line (not shown) for the gas to be compressed, while the pressure chamber 12 is connected through an outlet opening 14 to a pressure line (not shown) for the compressed gas. The piston 6 has a guide part 6a facing the crankcase 1 and a working part 6b which is connected to the crankcase 1 via a stepped middle piston section 6c and faces the cylinder head and which delimits a compression space 15 with the end wall 8. The compression chamber 15 can be connected to the suction chamber 11 via a suction valve 17 arranged in the end wall 8 and a corresponding pressure valve 18 to the pressure chamber 12.

Der Kolben 6 ist über die gemäss Pfeil 16 antreibbare Kurbelwelle 2 zwischen der mit vollen Linien dargestellten "oberen" Totpunktlage und der in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten "unteren" Totpunktlage 6′ hin und her bewegbar, wobei der Führungsteil 6a in dem entsprechenden Zylinderabschnitt 7a geführt und durch aus dem Kurbelgehäuse 1 zugeführtes Spritzöl geschmiert wird. Der Führungsteil 6a ist mit Abstreifringen 20 versehen, durch welche der grösste Teil des zugeführten Oels jeweils in das Kurbelgehäuse 1 zurückgeführt wird. Das zwichen den Abstreifringen 20 sich ansammelnde Oel kann durch im Führungsteil 6a vorgesehene, nicht dargestellte Durchtrittsöffnungen in das Innere des Führungsteils 6a abgeleitet werden. Der Arbeitsteil 6b ist als trockenlaufender Gasdichtungsteil ausgebiltet, indem er an seinem äusseren Umfang mit Labyrinthdichtungsrillen versehen ist, die mit dem sie umgebenden Zylinderabschnitt 7b eine berührungslose Dichtung bilden.The piston 6 can be moved back and forth via the crankshaft 2, which can be driven according to arrow 16, between the "upper" dead center position shown in full lines and the "lower" dead center position 6 'indicated by dash-dotted lines in FIG. 1, the guide part 6a in the corresponding cylinder section 7a guided and lubricated by spray oil supplied from the crankcase 1. The guide part 6a is provided with scraper rings 20, through which most of the oil supplied is returned to the crankcase 1. The oil that accumulates between the scraper rings 20 can be drained into the interior of the guide part 6a through passage openings (not shown) provided in the guide part 6a. The working part 6b is a dry run The gas seal part is embossed by being provided on its outer circumference with labyrinth seal grooves which form a contactless seal with the cylinder section 7b surrounding them.

Zwischen den Zylinderabschnitten 7a und 7b ist ein den Zylinderraum ringartig erweiternder Leckabführraum 21 ausgebildet, der über einen Austrittskanal 22 mit einem nicht dargestellten Raum in Verbindung steht, in dem ein niedrigerer Druck herrscht als im Leckabführraum 21. An den Austrittskanal 22 kann z.B. eine nicht dargestellte Abführleitung angeschlossen sein, welche zum Ableiten von aus dem Kompressionsraum 15 über die Labyrinthdichtung austretendem Leckgas sowie von durch die Abstreifringe 20 nicht erfasstem Lecköl bestimmt ist. Entsprechend der Darstellung nach Fig. 1 kann der Leckabführraum 21 ferner über eine an einen Durchtrittskanal 23 des Zylinders 7 angeschlossene Druckausgleichsleitung 24 mit dem Kurbelgehäuse 1 in Verbindung stehen, wodurch ein Druckgefälle über den Abstreifringen 20 verhindert wird. Entsprechend kann auch bei grossen Kolbengeschwindigkeiten der Verschleiss am Führungsteil 6a und/oder im Zylinderabschnitt 7a klein gehalten werden.Between the cylinder sections 7a and 7b, a leak discharge space 21 is formed, which extends like a ring in the cylinder space and which is connected via an outlet duct 22 to a space, not shown, in which a lower pressure prevails than in the leak discharge space 21. For example, the outlet duct 22 can be connected to the outlet duct 22. a discharge line, not shown, may be connected, which is intended for discharging leakage gas emerging from the compression space 15 via the labyrinth seal and leakage oil not detected by the scraper rings 20. 1, the leakage discharge space 21 can also be connected to the crankcase 1 via a pressure compensation line 24 connected to a passage 23 of the cylinder 7, thereby preventing a pressure drop across the scraper rings 20. Accordingly, even at high piston speeds, the wear on the guide part 6a and / or in the cylinder section 7a can be kept low.

Der Kolben 6 ist in einem an den Führungsteil 6a anschliessenden Abschnitt A, der bei der oberen Totpunktlage des Kolbens 6 in den Bereich des Leckabführraums 21 gelangt, mit mindestens zwei, darstellungsgemäss drei, in axialer Richtung des Kolbens 6 hintereinander angeordneten ringnutartigen Vertiefungen 25, 25a und 25b versehen. Dabei ist jeweils die dem Arbeitsteil 6b näher gelegene Vertiefung 25a bzw. 25b mit einer grösseren Tiefe T ausgeführt als die ihr in Richtung gegen den Führungsteil 6a benachbarte Vertiefung 25 bzw. 25a. Die Vertiefungen 25, 25a, 25b sind seitlich durch rippenartige Erhebungen 26, 26a, 26b begrenzt, die je über die benachbarte Kolbenpartie 6c vorstehen und je mit einer über ihren Umfang verlaufenden scharfen Kante 27 versehen sind. Wie insbesondere aus der Fig. 1a hervorgeht, weisen die Vertiefungen 25, 25a, 25b je zwei im wesentlichen zueinander parallel verlaufende Flanken 29 und 30 auf. Die Vertiefungen 25, 25a, 25b können ferner mit zum vorübergehenden Speichern von Oelpartikeln bestimmten Einlagen 28 versehen sein, die in der Fig. 1 zwecks Vereinfachung der Darstellung weggelassen sind. Die Einlagen 28 bestehen je aus einem zum Sammeln der Oelpartikeln geeigneten Material, z.B. Stahlwolle, welches eine Vereinigung der Oelpartikeln zu abscheidbaren Oeltropfen ermöglicht und welches zugleich genügend durchlässig ist, um Oel, das von oben oder seitlich in die Vertiefungen 25, 25a und 25b einströmt, durch Gravitation nach unten fliessen zu lassen. Die Erhebungen 26, 26a, 26b können durch flexible lamellenartige Wandpartien geringer Wandstärke gebildet sein, die bei der Hin- und/oder Herbewegung des Kolbens 6 im Sinne einer Verengung bzw. Erweiterung der Vertiefungen 25, 25a, 25b elastisch verformbar sind.The piston 6 is in a section A adjoining the guide part 6a, which reaches the area of the leakage discharge space 21 when the piston 6 is at the top dead center, with at least two, as shown three, annular groove-like depressions 25, 25a arranged one behind the other in the axial direction of the piston 6 and 25b. In each case, the recess 25a or 25b closer to the working part 6b is made with a greater depth T than the recess 25 or 25a adjacent to it in the direction towards the guide part 6a. The depressions 25, 25a, 25b are laterally delimited by rib-like elevations 26, 26a, 26b, which each protrude beyond the adjacent piston section 6c and each with one extending over its circumference sharp edge 27 are provided. As can be seen in particular from FIG. 1a, the depressions 25, 25a, 25b each have two flanks 29 and 30 which run essentially parallel to one another. The depressions 25, 25a, 25b can furthermore be provided with inserts 28 which are intended for the temporary storage of oil particles and which are omitted in FIG. 1 for the purpose of simplifying the illustration. The inserts 28 each consist of a material suitable for collecting the oil particles, for example steel wool, which enables the oil particles to be combined into separable oil drops and which at the same time is sufficiently permeable to allow oil to flow into the recesses 25, 25a and 25b from above or from the side to let gravity flow down. The elevations 26, 26a, 26b can be formed by flexible lamella-like wall parts of small wall thickness, which are elastically deformable when the piston 6 is moved back and forth in the sense of a narrowing or widening of the depressions 25, 25a, 25b.

Durch die Vertiefungen 25, 25a, 25b wird eine Benetzung des dem Arbeitsteil 6b zugeordneten Zylinderabschnitts 7b durch am Führungsteil 6a haftendes Oel verhindert, indem ein gegebenenfalls entlang der Oberfläche des Führungsteils 6a kriechender Oelfilm jeweils zumindest in der Endphase des in Fig. 1 von links nach rechts verlaufenden Kompressionshubes des Kolbens 6 in die Vertiefung 25 gelangt und dort zurückgehalten wird, bis sich aus den Oelpartikeln abscheidbare Tropfen bilden, die bei der jeweiligen Bewegungsumkehr in der in Fig. 1 dargestellten oberen Totpunktlage des Kolbens 6 aus der Vertiefung 25 in den Leckabführraum 21, und gegebenenfalls in der unteren Totpunktlage auf die geschmierte Lauffläche des Zylinderabschnitts 7a abgeschleudert werden können. In der oberen Totpunktlage des Kolbens 6 wird diese Abschleudern durch die Kante 27 der in Richtung des Kompressionshubes benachbarten Erhebung 26 erleichtert. In gleicher Weise werden Oelpartikeln, die aus der Vertiefung 25 in die Vertiefung 25a und gegebenenfalls von dieser in die Vertiefung 25b gelangen, in den Vertiefungen 25a, 25b - sowie gegebenenfalls in entsprechenden weiteren, nicht dargestellten Vertiefungen - zurückgehalten, bis die sich bildenden Oeltropfen in den Leckabführraum 21 bzw. in den Zylinderabschnitt 7a abgeschleudert werden können. Auf diese Weise lässt sich ein Verschleppen von Oelpartikeln in den Zylinderabschnitt 7b mit Sicherheit vermeiden.The depressions 25, 25a, 25b prevent the cylinder section 7b assigned to the working part 6b from being wetted by oil adhering to the guide part 6a, in that an oil film that may creep along the surface of the guide part 6a at least in the final phase of the left in FIG. 1 Compression stroke of the piston 6, which runs on the right, reaches the recess 25 and is retained there until droplets which can be separated form from the oil particles and which, when the movement is reversed in the top dead center position of the piston 6 shown in FIG. 1, from the recess 25 into the leak discharge space 21 , and if necessary can be thrown onto the lubricated running surface of the cylinder section 7a in the bottom dead center position. In the top dead center position of the piston 6, this throwing off is facilitated by the edge 27 of the elevation 26 adjacent in the direction of the compression stroke. In the same way, oil particles, that pass from the depression 25 into the depression 25a and, if appropriate, from this into the depression 25b, in the depressions 25a, 25b - and, if appropriate, in corresponding further depressions, not shown - until the oil drops which form form in the leakage discharge space 21 or in the cylinder section 7a can be thrown off. In this way, carryover of oil particles into the cylinder section 7b can be avoided with certainty.

Bei Ausführungen mit flexiblen, durch lamellenartige Wandpartien gebildeten Erhebungen 26, 26a und 26b kann bei den Hin- und Herbewegungen des Kolbens 6, insbesondere beim Beschleunigen und Verzögern des Kolbens 6 im Bereich seiner Totpunktlagen, jeweils eine Art Pumpwirkung durch die sich dabei elastisch verformenden Wandpartien erzielt werden, welche die Aufnahme der Oelpartikeln bzw. das Abscheiden der daraus gebildeten Oeltropfen erleichtert. Bei der dargestellten Ausführung mit gegen den Arbeitsteil 6b hin zunehmenden Tiefen T der Vertiefungen 25, 25a und 25b und entsprechend zunehmenden Höhen der sie begrenzenden, flexiblen Wandpartien wird die jeweils dem Arbeitsteil 6b näher gelegene Erhebung 26a bzw. 26b stärker verformt als die ihr gegen den Führungsteil 6a hin benachbarte Erhebung 26 bzw. 26a. Entsprechend kann in den Vertiefungen 25a und 25b jeweils eine stärkere Pumpwirkung entstehen als in der benachbarten, mit geringerer Tiefe T ausgeführten Vertiefung 25 bzw. 25a.In the case of designs with flexible elevations 26, 26a and 26b formed by lamella-like wall parts, during the reciprocating movements of the piston 6, in particular when accelerating and decelerating the piston 6 in the region of its dead center positions, a type of pumping action can be caused by the elastically deforming wall parts can be achieved, which facilitates the absorption of the oil particles or the separation of the oil drops formed therefrom. In the illustrated embodiment with increasing depths T of the recesses 25, 25a and 25b towards the working part 6b and correspondingly increasing heights of the flexible wall parts delimiting them, the elevation 26a or 26b which is closer to the working part 6b is deformed more than that towards the working part 6b Guide part 6a towards adjacent elevation 26 or 26a. Correspondingly, a stronger pumping action can arise in the depressions 25a and 25b than in the adjacent depression 25 or 25a, which is designed with a smaller depth T.

In der oberen Totpunktlage des Kolbens 6 haben die flexibel ausgebildeten Erhebungen 26, 26a und 26b die Tendenz, das Volumen der Vertiefungen 25, 25a und 25b zu vergrössern und damit das in diesen enthaltene Oel zurückzuhalten. Umgekehrt haben diese Erhebungen 26, 26a und 26b in der unteren Totpunktlage 6′ des Kolbens 6 die Tendenz, das Volumen der Vertifungen 25, 25a, 25b zu verkleinern und damit das Oel aus diesen herauszupressen. Dadurch kann der für die Gewährleistung des Trockenlaufs des Arbeitsteils 6b vorteilhafte Effekt erzielt werden, dass das gesammelte Oel vorwiegend im bereich des geschmierten Zylinderabschnitts 7a, und nur zu einem geringen Teil in den Leckabführraum 21 abgeschleudert wird, der an den trocken zu haltenden Zylinderabschnitt 7b angrenzt.In the top dead center position of the piston 6, the flexibly designed elevations 26, 26a and 26b have the tendency to increase the volume of the depressions 25, 25a and 25b and thus to retain the oil contained therein. Conversely, these elevations 26, 26a and 26b in the bottom dead center position 6 'of the piston 6 have the tendency to reduce the volume of the depressions 25, 25a, 25b and thus to press the oil out of them. This allows the for Ensuring the dry running of the working part 6b advantageous effect can be achieved that the collected oil is mainly thrown in the area of the lubricated cylinder section 7a, and only to a small extent in the leakage discharge space 21 which is adjacent to the cylinder section 7b to be kept dry.

Gemäss Fig. 2 ist auch eine Ausführung möglich, bei der in dem in den Bereich des Leckabführraums 21 gelangenden Abschnitt A des Kolbens 6 lediglich eine einzige Vertiefung 25 vorgesehen ist, in der ein Zopf aus Stahlwolle als Einlage 28 zum Sammeln von Oelpartikeln angeordnet ist. Ensprechend dieser Darstellung kann die die Vertiefung 25 begrenzende Erhebung 26 durch eine starre Wandpartie gebildet sein, so dass die vorstehend beschriebene Pumpwirkung nicht entsteht.According to FIG. 2, an embodiment is also possible in which only a single depression 25 is provided in the section A of the piston 6 which reaches the area of the leakage discharge space 21 and in which a braid made of steel wool is arranged as an insert 28 for collecting oil particles. According to this illustration, the elevation 26 delimiting the recess 25 can be formed by a rigid wall part, so that the pumping action described above does not occur.

Gemäss Fig. 3 können die Vertiefungen 25, 25a, 25b mit bezüglich der Längsachse L des Kolbens 6 schräg gestellten Flanken 29, 30 ausgeführt sein, die mit der Längsachse L einen spitzen Winkel α einschliessen, dessen Scheitel S gegen den Arbeitsteil 6b weist. Durch diese Ausführung wird jeweils, insbesondere bei der Verzögerung des sich an seine obere Totpunktlage annähernden Kolbens 6, die Einführung des gegebenenfalls am Führungsteil 6a haftenden Oelfilmes in die Vertiefung 25 sowie der gegebenenfalls von den Erhebungen 26 und 26a nicht abgeschleuderten Oelpartikeln in die Vertiefungen 25a bzw. 25b erleichtert. Entsprechend kann auch der überwiegende Teil des gesammelten Oeles in der oberen Totpunktlage des Kolbens 6 in den in beschriebener Weise geneigten Vertiefungen 25, 25a und 25b zurückgehalten und aus diesen in der unteren Totpunklage 6′ des Kolbens 6 gegen den Zylinderabschnitt 7a leicht abgeschleudert werden. Auch bei dieser Ausführung können die Erhebungen 26, 26a und 26b durch starre oder durch flexible Wandpartien gebildet sein. In der Darstellung nach Fig. 3 beträgt der Winkel α ca. 60°. Es sind auch Ausführungen mit beliebig anderen Winkeln α gleich oder kleiner als 90° möglich, wobei der untere Grenzwert des Winkels α im wesentlichen konstruktiv gegeben ist.According to FIG. 3, the depressions 25, 25a, 25b can be designed with flanks 29, 30 which are inclined with respect to the longitudinal axis L of the piston 6 and which form an acute angle α with the longitudinal axis L, the apex S of which points towards the working part 6b. With this design, the introduction of the oil film, which may adhere to the guide part 6a, into the recess 25, as well as the oil particles, which may not have been thrown off by the elevations 26 and 26a, into the recesses 25a or respectively, in particular when the piston 6 is approaching its top dead center position 25b relieved. Accordingly, the major part of the oil collected can be retained in the top dead center position of the piston 6 in the depressions 25, 25 a and 25 b inclined in the manner described and can be easily thrown out of these in the bottom dead center position 6 'of the piston 6 against the cylinder section 7 a. In this embodiment too, the elevations 26, 26a and 26b can be formed by rigid or flexible wall sections. 3, the angle α is approximately 60 °. They are also executions possible with any other angles α equal to or less than 90 °, the lower limit value of the angle α being essentially given by design.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 können die Vertiefungen 25, 25a und 25b durch lose, scheibenförmige Ringelemente 31 begrenzt sein, die durch Distanzringe 32, 32a, 32b und einen Haltering 33 im Abstand voneinander auf der Kolbenpartie 6c des Kolbens 6 befestigt sind. Bei dieser Ausführung ist der Arbeitsteil 6b mit der Kolbenpartie 6c durch Schrauben 34 verbunden. Wie aus der Fig. 4 weiter hervorgeht, können am Arbeitsteil 6b - anstelle von Labyrinthrillen - Dichtungsringe 36 aus einem für den Trockenlauf geeigneten, selbstschmierenden Material, z.B. Teflon oder Graphit, vorgesehen sein, durch welche der Arbeitsteil 6b im Zylinderabschnitt 7b dichtend geführt ist. Die Ringelemente 31 können aus starren oder aus dünnen, flexiblen Blech- oder Kunststoffteilen gefertigt sein, welche die vorstehend beschriebene selektive Abscheidung ermöglichen. Durch entsprechende Wahl der Aussendurchmesser und der Dicken der Distanzringe 32, 32a und 32b können auf einfache Weise, ohne aufwendige Bearbeitung des Kolbens 6, die Abmessungen und die Anzahl der Vertiefungen 25, 25a 25b optimiert und gegebenenfalls verändert werden.According to the illustration in FIG. 4, the depressions 25, 25a and 25b can be delimited by loose, disc-shaped ring elements 31, which are fastened at a distance from one another on the piston part 6c of the piston 6 by means of spacer rings 32, 32a, 32b and a retaining ring 33. In this embodiment, the working part 6b is connected to the piston section 6c by screws 34. As can further be seen from Fig. 4, instead of labyrinth grooves, sealing rings 36 made of a self-lubricating material suitable for dry running, e.g. Teflon or graphite can be provided, through which the working part 6b is sealingly guided in the cylinder section 7b. The ring elements 31 can be made from rigid or from thin, flexible sheet metal or plastic parts, which enable the selective deposition described above. By appropriate choice of the outer diameter and the thickness of the spacer rings 32, 32a and 32b, the dimensions and the number of depressions 25, 25a, 25b can be optimized and, if necessary, changed in a simple manner, without complex machining of the piston 6.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die dem Führungsteil 6a zugeordneten Oelabstreifringe 20 feststehend in einem Tragring 37 angeordnet, der in eine im Zylinderabschnitt 7a vorgesehene Ringnut 38 des im Bereich dieser Ringnut 38 unterteilten Zylinders 7 eingesetzt ist. Die Ringnut 38 ist an den mit dem Leckabführraum 21 verbundenen Austrittskanal 22 angeschlossen. Der Tragring 37 ist mit Durchtrittsöffnungen 40 versehen, durch welche Lecköl und Leckgas in den Austrittskanal 22 abgeführt werden können. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Arbeitsteil 6b einen grösseren Durchmesser auf als der Führungsteil 6a, der mit einem konischen Absatz 44 in die Kolbenpartie 6c übergeht. Die bei dieser Ausführung vorgesehenen Vertiefungen 25, 25a und 25b sind durch den Absatz 44 und durch kegelmantelförmig ausgebildete Ringelemente 41 begrenzt, welche durch entsprechende, kegelmantelförmige Distanzringe 42, 42a 42b und einen Haltering 43 in Abständen voneinander auf der Kolbenpartie 6c befestigt sind. Am Absatz 44 und an den Ringelementen 41, von denen eines in der Fig. 10 dargestellt ist, sind die bezüglich der Längsachse L des Kolbens 6 geneigten Flanken 29, 30 der Vertiefungen 25, 25a und 25b ausgebildet.In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the oil scraper rings 20 assigned to the guide part 6a are fixedly arranged in a support ring 37 which is inserted into an annular groove 38 provided in the cylinder section 7a of the cylinder 7 divided in the region of this annular groove 38. The annular groove 38 is connected to the outlet channel 22 connected to the leakage discharge space 21. The support ring 37 is provided with through openings 40 through which leakage oil and leakage gas can be discharged into the outlet channel 22. In this embodiment, the working part 6b has a larger diameter than the guide part 6a, which with a conical shoulder 44 in the Piston section 6c merges. The recesses 25, 25a and 25b provided in this embodiment are delimited by the shoulder 44 and by ring elements 41 designed in the shape of a cone shell, which are fastened by corresponding cone-shaped spacer rings 42, 42a 42b and a retaining ring 43 at intervals on the piston section 6c. On the shoulder 44 and on the ring elements 41, one of which is shown in FIG. 10, the flanks 29, 30 of the depressions 25, 25a and 25b which are inclined with respect to the longitudinal axis L of the piston 6 are formed.

Die Ringelemente 41 können ebenfalls durch starre oder durch flexible Blech- oder Kunststoffteile gebildet sein. Durch Verwendung entsprechend dünnwandiger Distanzringe 42, 42a und 42b können die Vertiefungen 25, 25a und 25b mit in so geringen Abständen, z.B. weniger als 1 mm, voneinander verlaufenden Flanken 29, 30 ausgeführt werden, dass zwischen diesen Flanken 29, 30 eine Kapillarwirkung entsteht, durch welche die Einführung der auf dem Führungsteil 6a haftenden Oelpartikeln in die Vertiefungen 25, 25a und 25b gefördert werd und durch welche die Oelpartikeln bis zum Abschleudern der sich bildenden Oeltropfen in den Vertiefungen 25, 25a und 25b zurückgehalten werden.The ring elements 41 can also be formed by rigid or by flexible sheet metal or plastic parts. By using correspondingly thin-walled spacer rings 42, 42a and 42b, the depressions 25, 25a and 25b can be arranged at such short intervals, e.g. less than 1 mm, flanks 29, 30 running from each other, that between these flanks 29, 30 there is a capillary action, through which the introduction of the oil particles adhering to the guide part 6a into the recesses 25, 25a and 25b is promoted and through which the Oil particles are retained in the depressions 25, 25a and 25b until the oil drops which form are spun off.

Gemäss Fig. 6 können die Vertiefungen 25, 25a und 25b mit den entsprechenden Erhebungen 26, 26a und 26b auch an einem am Kolben 6 befestigbaren, gemeinsamen Ringelement 35 ausgebildet sein. Das Ringelement 35 kann aus Metall oder, wie dargestellt, aus einem Kunstoff gefertigt und ein- oder mehrteilig ausgeführt sein.6, the depressions 25, 25a and 25b with the corresponding elevations 26, 26a and 26b can also be formed on a common ring element 35 which can be fastened to the piston 6. The ring element 35 can be made of metal or, as shown, of a plastic and can be made in one or more parts.

Es versteht sich, dass auch bei den Ausführungen 1 bis 4 und 6 die Vertiefungen 25, 25a und 25b mit entsprechend geringen, zur Erzeugung einer Kapillarwirkung geeigneten Abständen zwischen der Flanken 29, 30 ausgeführt sein können, wobei sich eine Verwendung von Einlagen 28 erübrigt. Anderseits können auch bei den Ausfuhrungen nach Fig. 5 und 6 die Vertiefungen 25, 25a und 25b mit grösseren Abständen zwischen ihren Flanken 29, 30 ausgeführt und mit entsprechenden Einlagen 28 versehen werden. Es sind auch Ausführungen möglich, bei denen die aufeinanderfolgenden Vertiefungen 25, 25a und 25b, insbesondere wenn sie durch starre Wandpartien begrenzt sind, im wesentlichen gleiche Tiefen T aufweisen.It goes without saying that the recesses 25, 25a and 25b can also be embodied with correspondingly small distances between the flanks 29, 30, which are suitable for producing a capillary effect, in the case of the embodiments 1 to 4 and 6, it being unnecessary to use inserts 28. On the other hand, also in the embodiments according to FIGS. 5 and 6, the depressions 25, 25a and 25b are made with larger distances between their flanks 29, 30 and are provided with corresponding inserts 28. Designs are also possible in which the successive depressions 25, 25a and 25b, in particular if they are delimited by rigid wall parts, have essentially the same depths T.

Anstelle von Ringelementen 31 (Fig. 4) bzw. 41 (Fig. 5) und zwischen diesen anzuordnenden Distanzringen 32 bzw. 42 können entsprechend der Darstellung nach den Fig. 7 und 8 profilierte Ringelemente 45 verwendet werden, die mit an die gegenüberliegende Flanke 29 bzw. 30 der betreffenden Vertiefung anlegbaren, radial verlaufenden sickenartigen Erhebungen 46 versehen sind, deren Höhen H den Abstand zum entsprechend benachbarten Ringelement 45 bestimmen. Enstprechende Ringelemente können auch mit anderen, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten, z.B. wellen- oder warzenartigen Erhebungen ausgeführt sein. Gemäss Fig. 9 können entsprechende Ringelemente 47 auch mit bolzenartigen Distanzstücken 48 oder ähnlichen Abstandhaltern versehen sein.Instead of ring elements 31 (FIG. 4) and 41 (FIG. 5) and spacer rings 32 and 42 to be arranged between them, profiled ring elements 45 can be used, as shown in FIGS. 7 and 8, which also join to the opposite flank 29 or 30 of the recess in question, radially extending bead-like elevations 46 are provided, the heights H of which determine the distance to the correspondingly adjacent ring element 45. Corresponding ring elements can also be offset with other circumferentially, e.g. wave-like or wart-like elevations. According to FIG. 9, corresponding ring elements 47 can also be provided with bolt-like spacers 48 or similar spacers.

Zum Sammeln der Oelpartikeln kann anstelle von Stahlwolle auch jeweils eine aus Glasfasern oder einem anderen geeigneten Material, z.B. einem Kunststoff, gebildete Einlage 28 verwendet werden. Insbesondere bei Ausführungen mit mindestens einer durch starre Wandpartien begrenzten Vertiefung kann die zugehörige Einlage 28 auch aus einem öldurchlässigen Keramikmaterial oder einem entsprechend durchlässigen Sintermetall gefertigt sein.To collect the oil particles, instead of steel wool, one made of glass fibers or another suitable material, e.g. a plastic, formed insert 28 can be used. In particular in the case of designs with at least one depression delimited by rigid wall parts, the associated insert 28 can also be made from an oil-permeable ceramic material or a correspondingly permeable sintered metal.

Claims

1. Tauchkolbenkompressor mit mindestens einem in einem Zylinder (7) über eine Kurbelwelle (2) und eine Pleuelstange (4) hin und her bewegbaren Kolben (6), der einen dem Kurbelraum zugekehrten, in einem geschmierten Zylinderabschnitt (7a) geführten Führungsteil (6a) und einen davon abgesetzten, als trockenlaufender Gasdichtungsteil, insbesondere als Labyrinthkolben, ausgebildeten Arbeitsteil (6b) aufweist, welcher im Zylinder (7) einen Kompressionsraum (15) begrenzt, wobei im Bewegungsbereich des Führungsteils (6a) Oelabstreifmittel (20) vorgesehen sind und im Zylinder (7), ausserhalb der Bewegungsbereichs des Arbeitsteils (6b), ein mit einem Raum niedrigen Druckes verbundener Leckabführraum (21) zum Ableiten von aus dem Kompressionsraum (15) austretendem Leckgas und von aus dem Kurbelraum austretendem Lecköl vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem in der oberen Totpunktlage des Kolbens (6) in den Bereich des Leckabführraums (21) gelangenden Längenabschnitt (A) des Kolbens (6) mindestens eine ringnutartige Vertiefung (25, 25a, 25b) zum Auffangen eines gegebenenfalls entlang der Oberfläche des Führungsteils (6a) kriechenden Oelfilms und zum Abgeben des aufgefangenen Oeles in den Leckabführraum (21) und/oder in den geschmierten Zylinderabschnitt (7a) vorgesehen ist.1. Plunger compressor with at least one piston (6) which can be moved back and forth in a cylinder (7) via a crankshaft (2) and a connecting rod (4) and which has a guide part (6a.) That faces the crank chamber and is guided in a lubricated cylinder section (7a) ) and a working part (6b) which is offset as a dry-running gas sealing part, in particular as a labyrinth piston, and which delimits a compression space (15) in the cylinder (7), oil-stripping means (20) being provided in the movement area of the guide part (6a) and in Cylinder (7), outside the range of movement of the working part (6b), a leak discharge space (21) connected to a low pressure space is provided for discharging leakage gas emerging from the compression space (15) and leakage oil emerging from the crank space, characterized in that in a length section (A) of the piston reaching the area of the leakage discharge space (21) in the top dead center position of the piston (6) (6) at least one annular groove-like depression (25, 25a, 25b) for collecting an oil film that may creep along the surface of the guide part (6a) and for delivering the collected oil into the leakage discharge space (21) and / or into the lubricated cylinder section (7a) is provided.

2. Tauchkolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (25, 25a, 25b) zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende seitliche Flanken (29, 30) aufweist, von denen zumindest die dem Arbeitsteil (6b) näher gelegene Flanke (30) an einer über den Umfang der benachbarten Kolbenpartie (6c) vorstehenden rippenartigen Erhebung (26, 26a, 26b) ausgebildet ist, welche mit einer über ihren Umfang verlaufenden, der Zylinderwand zugekehrten scharfen Kante (27) versehen ist.2. Plunger compressor according to claim 1, characterized in that the recess (25, 25a, 25b) has two substantially parallel side flanks (29, 30), at least the flank (30) closer to the working part (6b) is formed on a rib-like elevation (26, 26a, 26b) projecting over the circumference of the adjacent piston section (6c), which has a projection over its circumference extending, the cylinder wall facing sharp edge (27) is provided.

3. Tauchkolbenkompressor nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (29, 30) der Vertiefung (25, 25a, 25b) je bezüglich der Längsachse (L) des Kolbens (6) unter einem spitzen Winkel (α) angeordnet sind, dessen Scheitel (S) gegen den Arbeitsteil (6b) weist.3. Plunger compressor according to claim 2, characterized in that the flanks (29, 30) of the recess (25, 25a, 25b) are each arranged at an acute angle (α) with respect to the longitudinal axis (L) of the piston (6), the apex (S) against the working part (6b).

4. Tauchkolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (25, 25a, 25b) mit einer zum vorübergehenden Speichern der aufgefangenen Oelpartikeln bestimmten Einlage (28) versehen ist, die zumindest teilweise aus einem zum Sammeln der Oelpartikeln zu abscheidbaren Oeltropfen geeigneten Material, z.B. Stahlwolle, besteht.4. A plunger compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the recess (25, 25a, 25b) is provided with an insert (28) intended for temporarily storing the collected oil particles, which insert at least partially consists of a for collecting the oil particles separable oil drops suitable material, such as steel wool.

5. Tauchkolbenkompressor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Vertiefung (25, 25a, 25b) mit einem zur Erzeugung einer Kapillarwirkung geeigneten, geringen Abstand zwischen den Flanken (29, 30) ausgeführt ist.5. A plunger compressor according to claim 2 or 3, characterized in that the recess (25, 25a, 25b) is designed with a small distance between the flanks (29, 30) suitable for producing a capillary effect.

6. Tauchkolbenkompressor nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (26, 26a, 26b) durch eine bei der Hin- und/oder Herbewegung des Kolbens (6) elastisch verformbare, lamellenartige Wandpartie gebildet ist.6. A plunger compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the elevation (26, 26a, 26b) is formed by a lamella-like wall section which is elastically deformable when the piston (6) moves back and forth.

7. Tauchkolbenkompressor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (26, 26a, 26b) an einem auf dem Kolben (6) anbringbaren Ringelement (31; 35; 41; 45; 47) ausgebildet ist.7. Plunger compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the elevation (26, 26a, 26b) on an on the piston (6) attachable ring element (31; 35; 41; 45; 47) is formed.

8. Tauchkolbenkompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (31; 41) durch mindestens ein auf dem Kolben (6) im Bereich der Vertiefung (25, 25a, 25b) anbringbares Distanzstück (32, 32a, 32b; 42, 42a, 42b) im Abstand von der gegenüberliegenden Flanke (49, 30) der Vertiefung (25, 25a, 25b) einstellbar ist.8. plunger compressor according to claim 7, characterized in that the ring element (31; 41) by at least one on the piston (6) in the region of the recess (25, 25a, 25b) attachable spacer (32, 32a, 32b; 42, 42a, 42b) at a distance from the opposite flank (49, 30) of the recess (25, 25a, 25b) is adjustable.

9. Tauchkolbenkompressor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (41; 45; 47) mit gegen die gegenüberliegende Flanke (29, 30) der Vertiefung (25, 25a, 25b) vorstehenden örtlichen Erhebungen (46; 48) ausgeführt ist.9. plunger compressor according to claim 7 or 8, characterized in that the ring element (41; 45; 47) with against the opposite flank (29, 30) of the recess (25, 25a, 25b) projecting local elevations (46; 48) is.

10. Tauchkolbenkompressor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens zwei in Hubrichtung des Kolbens (6) hintereinander angeordneten Vertiefungen (25, 25a, 25b) die jeweils dem Arbeitsteil (6b) näher gelegene Vertiefung (25a bzw. 25b) mit einer grösseren Tiefe (T) ausgeführt ist als die dem Führungsteil (6a) näher gelegene Vertiefung (25 bzw. 25a).10. A plunger compressor according to one of the preceding claims, characterized in that with at least two recesses (25, 25a, 25b) arranged one behind the other in the stroke direction of the piston (6), the recess (25a or 25b), which is closer to the working part (6b) a greater depth (T) than the depression (25 or 25a) closer to the guide part (6a).